(57)【要約】【課題】  ノイズに強く、モーターの高速制御時にも発熱を抑えることが可能なモーター駆動装置を提供することにある。【解決手段】  パルス幅変調信号によりモーターを駆動するモーター駆動装置で、パルス幅変調信号を生成するＰＷＭ信号発生手段と、パルス幅変調信号を絶縁する高速でＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴのゲート等を直接駆動可能なフォトカプラと、フォトカプラから出力されたパルス幅変調信号によりモーターを駆動するドライブ手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2007135255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅変調信号によりモーターを駆動するモーター駆動装置において、
パルス幅変調信号を生成するＰＷＭ信号発生手段と、
該パルス幅変調信号を絶縁する高速でＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴのゲート等を直接駆動可能なフォトカプラと、
該フォトカプラから出力されたパルス幅変調信号により該モーターを駆動するドライブ手段とを備えることを特徴とするモーター駆動装置。
【請求項２】
前記モーターの各相毎に単独の前記パルス幅変調信号を供給し、マイクロステップ制御を行うことを特徴とする請求項１記載のモーター駆動装置。
【請求項３】
前記ＰＷＭ信号発生手段が、前記モーター用の冷却ファンを駆動するためのパルス幅変調信号を生成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモーター駆動装置。
【請求項４】
前記ＰＷＭ信号発生手段、前記フォトカプラ及び前記ドライブ手段を、同一基板上に一体化したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のモーター駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモーター等のモーターを駆動するためのモーター駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モーターの駆動信号としてパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）が用いられてきた。このパルス幅変調信号は、モーターが動きとして反応しない程度の速い周期でＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、一周期の中でＯＮの時間が占める割合でモーターを制御する信号である。従来のモーター駆動装置では、パルス幅変調信号を発生させる専用ＩＣが多く用いられ、この専用ＩＣのＰＷＭ出力をＦＥＴ等からなるモーターを駆動するためのドライブ手段に供給している。そして、ドライブ手段からの信号でモーターを駆動している。
尚、この先行技術は、文献公知に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のモーターを駆動では、モーターと専用ＩＣとの間が絶縁されていないことから、装置全体としてノイズに弱いという問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノイズに強く、モーターの高速制御時にも発熱を抑えることが可能なモーター駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載のモーター駆動装置は、パルス幅変調信号によりモーターを駆動するモーター駆動装置で、パルス幅変調信号を生成するＰＷＭ信号発生手段と、パルス幅変調信号を絶縁する高速でＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴのゲート等を直接駆動可能なフォトカプラと、フォトカプラから出力されたパルス幅変調信号によりモーターを駆動するドライブ手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載のモーター駆動装置は、モーターの各相毎に単独のパルス幅変調信号を供給し、マイクロステップ制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載のモーター駆動装置は、ＰＷＭ信号発生手段が、モーター用の冷却ファンを駆動するためのパルス幅変調信号を生成することを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載のモーター駆動装置は、ＰＷＭ信号発生手段、フォトカプラ及びドライブ手段を、同一基板上に一体化したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、ＰＷＭ信号発生手段とドライブ手段との間に、パルス幅変調信号を絶縁するフォトカプラを設けていることから、ＰＷＭ信号発生手段とドライブ手段とが絶縁されノイズに強い。
また、フォトカプラは高速でＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴのゲート等を直接駆動可能であることから、モーターの高速制御時にも発熱を抑えることが可能である。
【００１０】
請求項２の発明によれば、モーターの各相毎に単独のパルス幅変調信号を供給し、マイクロステップ制御を行うことから、請求項１の効果に加え、微小角回転において分解能を向上させることができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、冷却ファンをパルス幅変調信号により駆動することから、冷却ファンをこまかく制御することで、効率的な冷却効果を得ることができる。
【００１２】
請求項４の発明によれば、ＰＷＭ信号発生手段、フォトカプラ及びドライブ手段を、同一基板上に一体化することで、ノイズに強く、発熱が抑えられた小型のモーター駆動装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の形態におけるモーター駆動装置は、ステッピングモーター等のモーターを駆動信号であるパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を用いて駆動するためのものである。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明に係るモーター駆動装置の第１の実施例を示す構成図である。図２は、同モーター駆動装置の動作を示す波形図である。
【００１５】
本実施例のモーター駆動装置１は、図に示すように、２相のステッピングモーター５を駆動するために、ＰＷＭ制御部１０、フォトカプラ２０〜２３、ＦＥＴ３０〜３３等から構成されている。ＰＷＭ制御部１０は、パルス幅変調信号を生成するためのＰＷＭ信号発生手段で、専用ＩＣやマイコン等である。フォトカプラ２０〜２３は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴのゲート等を直接駆動することができる伝達遅延時間の高速化（約１００ｎｓ〜約７００ｎｓ）が図られた高速で動作するものである。ＦＥＴ３０〜３３は、ステッピングモーター５を駆動するドライブ手段で、パワーＭＯＳＦＥＴである。
【００１６】
次に、本実施例のモーター駆動装置１の回路の詳細及び動作について説明する。まず、ＰＷＭ制御部１０のＰＷＭ出力（ＰＷＭ１）は、フォトカプラ２０〜２３のアノード（ＡＮＯＤＥ）に接続されている。また、ＰＷＭ制御部１０のＡ相、Ｂ相の各相ごとのゲート制御であるＡ、／Ａ（Ａの反転論理）、Ｂ、／Ｂ（Ａの反転論理）がフォトカプラ２０〜２３のカソード（ＣＡＴＨＯＤＥ）に接続されている。そして、図２に示すように、フォトカプラ２０〜２３のＬＥＤ部分は、ＰＷＭ出力（ＰＷＭ１）が各相ごとにゲートされたＰＷＭ＿Ａ、ＰＷＭ＿／Ａ、ＰＷＭ＿Ｂ及びＰＷＭ＿／Ｂに示すオンオフで発光する。フォトカプラ２０〜２３の受光側は、電源（Ｖｃｃ）とＧＮＤ（Ｖｅｅ）とが接続されていると共に、出力（Ｖｏ）がＦＥＴ３０〜３３のゲートに接続されている。そして、ＦＥＴ３０〜３３のドレインのＰＷＭ＿Ａ、ＰＷＭ＿／Ａ、ＰＷＭ＿Ｂ及びＰＷＭ＿／Ｂがステッピングモーター５の各相に接続され、ＰＷＭ＿Ａ、ＰＷＭ＿／Ａ、ＰＷＭ＿Ｂ及びＰＷＭ＿／ＢのタイミングとＦＥＴ３０〜３３のパワー制御により、ステッピングモーター５を駆動する。
【００１７】
以上のように、ＰＷＭ制御部１０とＦＥＴ３０〜３３との間に、パルス幅変調信号を絶縁するフォトカプラ２０〜２３を設けていることから、ＰＷＭ制御部１０とＦＥＴ３０〜３３とが絶縁されノイズに強い。また、フォトカプラ２０〜２３により絶縁されていることから、例えばＰＷＭ制御部１０がパソコン等の外部機器と接続されている場合には、外部機器の破損を防止することができる。さらに、フォトカプラ２０〜２３は高速でＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴのゲート等を直接駆動可能なことから、モーターの高速制御時にも発熱を抑えることが可能である。
【００１８】
尚、本実施例のモーター駆動装置１では、ＰＷＭ制御部５のもう１つのＰＷＭ出力（ＰＷＭ２）にもフォトカプラ２４を接続し、その出力（Ｖｏ）により冷却ファン６を駆動している。このように、冷却ファン６をパルス幅変調信号により駆動することから、冷却ファンをこまかく制御することで、効率的な冷却効果を得ることができる。また、冷却ファン６の振動を抑えることも可能である。
【００１９】
さらに、実際の回路構成では、ＰＷＭ信号発生手段であるＰＷＭ制御部１０、フォトカプラ２０〜２４及びドライブ手段であるＦＥＴ３０〜３３を、同一基板上に一体化している。ＰＷＭ制御部１０、フォトカプラ２０〜２４及びＦＥＴ３０〜３３を、同一基板上に一体化することで、ノイズに強く、発熱が抑えられた小型のモーター駆動装置を得ることができる。
【実施例２】
【００２０】
図３は、本発明に係るモーター駆動装置の第２の実施例を示す構成図である。図４は、同モーター駆動装置の動作を示す波形図である。
【００２１】
本実施例のモーター駆動装置２は、図に示すように、２相のステッピングモーター５を駆動するために、ＰＷＭ制御部１１、フォトカプラ２５〜２８、ＦＥＴ３５〜３８等から構成されている。ＰＷＭ制御部１１は、パルス幅変調信号を生成するためのＰＷＭ信号発生手段で、専用ＩＣやマイコン等である。フォトカプラ２５〜２８は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴのゲート等を直接駆動することができる伝達遅延時間の高速化（約１００ｎｓ〜約７００ｎｓ）が図られた高速で動作するものである。ＦＥＴ３５〜３８は、ステッピングモーター５を駆動するドライブ手段で、パワーＭＯＳＦＥＴである。
【００２２】
次に、本実施例のモーター駆動装置２の回路の詳細及び動作について説明する。まず、ＰＷＭ制御部１１の４つのＰＷＭ出力（ＰＷＭ１〜ＰＷＭ４）は、それぞれフォトカプラ２５〜２８のアノード（ＡＮＯＤＥ）に接続されている。そして、図４に示すように、フォトカプラ２５〜２８のＬＥＤ部分は、ＰＷＭ１〜ＰＷＭ４に示すオンオフとして発光する。フォトカプラ２５〜２８の受光側は、電源（Ｖｃｃ）とＧＮＤ（Ｖｅｅ）とが接続されていると共に、出力（Ｖｏ）がＦＥＴ３５〜３８のゲートに接続されている。このＰＷＭ出力（ＰＷＭ１〜ＰＷＭ４）は、ステッピングモーター５の各相ごとの駆動信号であり、Ａ相のＰＷＭ＿Ａ、／Ａ（Ａの反転論理）のＰＷＭ＿／Ａ、Ｂ相のＰＷＭ＿Ｂ、／Ｂ（Ｂの反転論理）のＰＷＭ＿／Ｂである。そして、ＦＥＴ３５〜３８のドレインのＰＷＭ＿Ａ、ＰＷＭ＿／Ａ、ＰＷＭ＿Ｂ及びＰＷＭ＿／Ｂがステッピングモーター５の各相に接続され、ＰＷＭ＿Ａ、ＰＷＭ＿／Ａ、ＰＷＭ＿Ｂ及びＰＷＭ＿／ＢのタイミングとＦＥＴ３５〜３８のパワー制御により、ステッピングモーター５を駆動する。
【００２３】
以上のように、ステッピングモーター５の各相毎に単独のパルス幅変調信号を供給し、マイクロステップ制御を行うことから、実施例１の効果に加え、微小角回転において分解能を向上させることができる。
【００２４】
尚、本発明を実施するための形態は図１又は図３に示す回路に限られるものではない。例えば、図１と図の双方の回路は、図１の回路のＰＷＭ出力（ＰＷＭ１）を各層で独立とすることにより図３の回路と共有化することが可能で、ステッピングモーター５の高速回転時は図１の駆動方式を、低速回転時は図３の駆動方式を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明のモーター駆動装置は、パルス幅変調信号により駆動可能なモーターの制御に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るモーター駆動装置の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】同モーター駆動装置の動作を示す波形図である。
【図３】本発明に係るモーター駆動装置の第２の実施例を示す構成図である。
【図４】同モーター駆動装置の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，２・・・・・モーター駆動装置
５・・・・・・・ステッピングモーター
６・・・・・・・冷却ファン
１０，１１・・・ＰＷＭ制御部
２０〜２８・・・フォトカプラ
３０〜３８・・・ＦＥＴ
【図１】
2007135255.tif 000003
【図２】
2007135255.tif 000004
【図３】
2007135255.tif 000005
【図４】
2007135255.tif 000006